KR20220110628A - 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템 - Google Patents

스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템 Download PDF

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김관형
이수빈
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동명대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 사용자에게 소프트웨어적 공유자원을 제공하는 클라우드 서비스 서버와 상기 클라우드 서비스 서버와 연결되고, 사용자에게 소프트웨어적 공유자원과 하드웨어적 공유자원을 제공하는 복수의 로컬 서버들과 상기 복수의 로컬 서버와 연결되며, 온실의 환경정보를 감지하는 복수개의 온실관리 센서들과 미리 설정된 주기 및 횟수에 따라 상기 온실관리 센서들로부터 환경정보를 수신하여 순차적으로 저장하는 데이터베이스 및 상기 저장된 환경정보를 전송하는 통신 모듈을 포함하는 온실관리 서버와 상기 클라우드 서비스 서버 및 상기 복수의 로컬 서버들 중 적어도 하나로부터 영상 신호를 전송 받아 각종 데이터가 출력되며, 상기 온실관리 서버로부터 상기 환경정보를 수신하여 분석하는 스마트 단말기 및 관리 대상 서버들인 상기 클라우드 서비스 서버 및 상기 복수의 로컬 서버들의 관리를 위한 서버 관리 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템{Server and Cloud computing system for smart farm}
본 발명은 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 스마트 온실의 구축을 위한 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 클라우드 컴퓨팅(cloud computing)은 인터넷 기반 컴퓨팅의 일종으로, 공유 컴퓨터 처리 자원과 데이터를 컴퓨터와 다른 장치들이 요청할 때 제공한다.
클라우드 서비스란 인터넷 상에 자료를 저장해 두고, 사용자가 필요한 자료나 프로그램을 자신의 컴퓨터에 설치하지 않고도 인터넷 접속을 통해 언제 어디서나 이용할 수 있는 서비스를 말한다. 클라우드 서비스를 통해 인터넷 상에 저장된 자료들은 간단한 조작 및 클릭으로 쉽게 공유하고 전달할 수 있다. 인터넷 상의 서버에 단순히 자료를 저장하는 것뿐만 아니라, 따로 프로그램을 설치하지 않아도 웹에서 제공하는 응용 프로그램의 기능을 이용하여 원하는 작업을 수행할 수 있으며, 여러 사람이 동시에 문서를 공유하면서 작업을 진행할 수도 있다.
하지만, 이러한 작업은 리소스 소모가 과다한 작업을 수행하거나 일정 수 이상의 사용자가 클라우드 서버에 동시 접속하는 경우 속도의 저하 및 부하가 발생하고, 이를 근본적으로 해결하기 위해서는 클라우드 서버의 용량을 증대시켜야 하나 이는 구축비를 더 소모되도록 하는 문제점이 있다.
한편, 서버 관리에는 전문적인 기술이 요구되며, 그러한 전문 인력을 채용하기에는 상당한 비용이 요구된다. 따라서 특히 소규모의 기업 등에서는 해당 서버 관리자로서 전문 기술자를 채용하는 것이 아니라, 사내 기존 인력 중에서 적절한 사람을 선택하여 서버 관리자로서 두고 있는 실정이다. 그럴 경우에는 서버 관리가 원활히 이루어지기 힘들며 더군다나, 서버 장애가 발생시에 원활한 대처가 거의 불가능하다.
또한, 서버 관리를 위해 전문 기술을 가진 서버 관리자를 채용하였을 경우에도, 서버 관리자가 출장 등의 이유로 서버에서 원격지에 있을 경우에는 서버의 장애 발생시 이러한 서버의 상황이 관리자에 신속히 통보되기가 힘들어서 서버 장애 발생시에 원활히 대처하기가 힘들었다 더욱이 서버 관리자가 해당 서버의 장애 발생을 통보 받았을 경우에도, 원격지에 있는 관계로 이에 대한 즉각적인 대처가 어려워서, 결국 서버가 다운되는 등 막대한 손실이 초래될 수 있다.
종래에는 다수의 서버들을 통합하여 관리하는 서버 통합 관리 시스템에서 어떤 서버에 장애가 발생하면, 이를 감지하고, 사후에 장애를 복구하는 방식이다. 그러나, 이러한 종래의 사후 장애 복구 방식은, 장애가 발생한 서버를 복구하는 기간 동안 해당 서버의 동작이 중단되고, 서버 사용 중단에 따른 손실이 발생하고, 복구하는데 드는 인력과 비용에 따른 손해가 크다는 문제점이 있다.
특히, 근래에 각광받고 있는 스마트팜을 이용한 컴퓨팅 시스템에 있어서도, 스마트 온실의 구축 시, 온도, 습도, 측창, 환풍기 등을 제어하고 센서에서 취득한 데이터를 해당 시스템의 설치장소인 온실에 두는 것은 비용적인 측면, 관리적인 측면에서 효율적이지 못하여 원격으로 관리할 수 있는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 구축이 필요하다.
대한민국 특허공개 제2015-0124642호 대한민국 특허공개 제2014-0127116호 대한민국 특허공개 제2012-0132206호
따라서, 본 발명은 클라우드 서비스 서버와 로컬 서버들을 이용하여 클라우딩 컴퓨팅 시스템을 구축하여 IT 자원을 공유하고, 스마트팜을 이용한 효율적인 온실 관리는 물론이고, 상기 클라우드 서비스 서버 및 로컬서버들의 모니터링도 가능한 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 스마트 단말기를 통하여 실시간으로 환경정보를 수신하여 실생활에 적합한 온실환경을 구축하여 스마트 온실을 생성시키는 것을 목적으로 하는 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템에 있어서, 사용자에게 소프트웨어적 공유자원을 제공하는 클라우드 서비스 서버와 상기 클라우드 서비스 서버와 연결되고, 사용자에게 소프트웨어적 공유자원과 하드웨어적 공유자원을 제공하는 복수의 로컬 서버들과 온실의 환경정보를 감지하는 복수개의 온실관리 센서들과 미리 설정된 주기 및 횟수에 따라 상기 온실관리 센서들로부터 환경정보를 수신하여 순차적으로 저장하는 데이터베이스 및 상기 저장된 환경정보를 전송하는 통신 모듈을 포함하는 온실관리 서버와 상기 클라우드 서비스 서버 및 상기 복수의 로컬 서버들 중 적어도 하나로부터 영상 신호를 전송 받아 각종 데이터가 출력되며, 상기 온실관리 서버로부터 상기 환경정보를 수신하여 분석하는 스마트 단말기 및 관리 대상 서버들인 상기 클라우드 서비스 서버 및 상기 복수의 로컬 서버들의 관리를 위한 서버 관리 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서버관리장치는 상기 관리 대상 서버들로부터 서버 관리 정보를 수집하는 서버 관리 정보 수집부와 상기 서버 관리 정보와 데이터베이스에 저장된 과거 고장 사례 정보를 기반으로 상기 관리 대상 서버들 중 모니터링 대상인 모니터링 서버의 고장 패턴 정보를 생성하는 고장 패턴 정보 생성부와 상기 고장 패턴 정보와 상기 과거 고장 사례 정보를 이용하여 상기 모니터링 서버의 고장 조치 정보를 생성하는 고장 조치 정보 생성부와 상기 고장 패턴 정보 및 상기 고장 조치 정보를 기반으로 상기 모니터링 서버의 고장 등급 정보를 생성하는 고장 등급 정보 생성부; 및 상기 고장 조치 정보 및 상기 고장 등급 정보를 기반으로, 상기 모니터링 서버에 대해 고장 수리 또는 예방 조치를 수행하는 고장 조치 수행부를 포함하는 서버 관리 장치를 구비한 클라우드 서버 및 로컬 서버를 이용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고장 패턴 정보 생성부는, 상기 관리 대상 서버들로부터 상기 모니터링 서버와 구성이 동일, 유사한 비교 관리 대상 서버들을 분류하고, 상기 비교 관리 대상 서버들에서 발생된 고장 사례와 이에 상응하는 과거 서버 관리 정보를 시계열적으로 매칭시켜 고장 발생에 관련된 고장 징후 정보를 추출하고, 상기 추출된 고장 징후 정보를 상기 모니터링 서버로부터 수집된 서버 관리 정보와 대비시켜 고장 유형, 고장 가능성 및 고장 발생 예상 시점에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 고장 패턴 정보를 생성하는 서버 관리 장치를 구비한 클라우드 서버 및 로컬 서버를 이용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 서버 관리 장치는, 상기 고장 조치 수행부의 고장 수리 또는 예방 조치의 결과를 모니터링하고, 상기 고장 수리 또는 예방 조치 결과를 사용자 단말 또는 관리자 단말로 피드백 하는 고장 조치 모니터링부를 더 포함하는 서버 관리 장치를 구비한 클라우드 서버 및 로컬 서버를 이용하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 스마트 단말기와 온실관리서버를 이용하여 스마트 온실을 구축할 수 있으며, 로컬서버 또는 클라우드 서비스 서버의 모니터링도 가능한 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템을 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템의 구성도.
도 2는 스마트 단말기와 온실관리서버와의 연결도.
도 3은 서버 관리 장치를 구비한 클라우드 서버를 설명하기 위한 개략적인 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서버 관리 장치를 설명하기 위한 블록도.
도 5는 도 4의 고장 정보 생성부를 구체화하는 블록도.
도 6은 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템을 이용해서 스마트 온실을 구축 및 모니터링하는 방법의 흐름도.
이하에서는 본 발명의 양호한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시가 되더라도 가능한 한 동일 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위하여 사용된 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현도 의미하는 것임을 미리 밝혀두고자 한다.
본 발명의 명칭 등에 기재된 스마트 팜(Smart farm)이란 농업에 정보통신기술(ICT)을 접목시킨 것으로, 사물 인터넷, 빅데이터, 인공 지능 등의 기술을 이용하여 농작물, 가축 및 수산물 등의 생육 환경을 적정하게 유지·관리하고, PC와 스마트폰 등으로 원격에서 자동 관리할 수 있어, 생산의 효율성뿐만 아니라 편리성도 높일 수 있는 첨단 농업 시스템을 의미한다.
도 1은 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템의 구성도이고, 도 2는 스마트 단말기와 온실관리서버와의 연결도이며, 도 3은 서버 관리 장치를 구비한 클라우드 서버를 설명하기 위한 개략적인 블록도이고, 도 4은 본 발명의 실시예에 따른 서버 관리 장치를 설명하기 위한 블록도이고, 도 5는 도 4의 고장 정보 생성부를 구체화하는 블록도이고, 도 6은 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템을 이용해서 스마트 온실을 구축 및 모니터링하는 방법의 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템(100)은 클라우드 서버(10), 로컬 서버(20), 온실관리서버(210), 스마트 단말기(220), 서버관리장치(400)를 포함하여 이루어진다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 다수의 사용자가 각자의 중앙처리장치(CPU)나 스토리지를 포함한 주기억 장치가 없는 상기 스마트 단말기(220)를 이용하여 클라우드 서버와 로컬 서버를 겸용으로 사용할 수 있다.
상기 클라우드 서버(10)는 사용자에게 소프트웨어적 공유자원을 제공한다. 일 예로, 클라우드 서버(10)는 소프트웨어적 공유자원, 즉 사용자 측의 업무에 특유한 프로그램을 제공하여, 사용자는 클라우드 서버(10)로 접속하여 스마트 단말기(220)로 프로그램을 실행시켜 사용할 수 있다.
본 발명의 개념에 따르면, 상기 클라우드 서버(10)는 클라우드 서버(10) 또는 로컬 서버(20)를 관리하기 위한 서버 관리 장치(400)를 포함할 수 있다. 상기 서버 관리 장치(400)에 대해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
또한, 스마트 단말기(220)는 클라우드 서버(10), 로컬 서버(20)와 통신부들(미도시)을 통해 통신을 수행하는 단말기로서, 상기 단말기 내에 CPU 및 메모리장치 등과 같은 중앙처리장치가 없어 상기 통신부들로 단순 통신만을 수행하는 단말기이다.
또한, 상기 스마트 단말기(220)에서는 사용자가 클라우드 서버(10) 또는 로컬 서버(20) 중 어느 하나의 서버를 선택하여 접속할 수 있으며, 선택된 서버에 설치된 소프트웨어적 공유자원을 이용하여 작업을 수행할 수 있다.
보다 상세하게는, 스마트 단말기(220)의 출력장치는 클라우드 서버(10)의 신호를 어느 하나의 화면이나 분할 화면의 일부분에 출력하고, 로컬 서버(20)의 신호는 다른 하나의 화면이나 분할 화면의 다른 부분 또는 연결된 다른 출력장치의 화면에 출력하는 것을 특징으로 한다.
일 예로, 스마트 단말기(220)는 어느 하나의 모니터에서 클라우드 서버(10)의 신호를 출력하고 다른 하나의 모니터에서는 로컬 서버(20)의 신호를 출력할 수 있고, 경우에 따라 모니터 한 개에 클라우드 서버(10)의 데이터와 로컬 서버(20)의 데이터를 각각 출력하여 사용자로 하여금 한 개의 모니터에서 화면을 교체하며 각각 출력된 화면을 확인할 수 있도록 할 수도 있다.
따라서, 사용자는 평소 일반 업무를 처리 시, 클라우드 서버(10)를 소프트웨어 자원을 제공받아 업무를 처리할 수 있고, HD급 풀 동영상, 캐드프로그램 등 무거운 소프트웨어를 사용 시 속도저하 등의 불편함이 있을 때, 로컬 서버(20)에서 소프트웨어 자원을 제공받아 사용할 수 있다.
또한, 만약 다수의 사용자가 각각 스마트 단말기(220)를 통하여 클라우드 서버(10)를 이용한 데이터로 작업을 하다가 필요 시에는, 상기 로컬 서버(20)를 선택하면 스마트 단말기(70)에서 로컬 서버(20)의 데이터로의 작업도 할 수 있다.
상기 복수의 로컬 서버(20)는 온실관리서버(210)와도 연결되어 스마트 단말기(22)로 하여금 이를 작동시킬수 있도록 하는 것으로, 이하에서 설명하기로 한다.
도 2는 스마트 단말기(220)와 클라우드 서버(10) 또는 복수의 로컬 서버(20)와 연결된 온실관리서버(210)와의 연결도이다.
도시된 대로 온실의 환경정보를 감지하는 복수개의 온실관리 센서들(210a: 조도센서, 온도센서, 습도센서 등)과 미리 설정된 주기 및 횟수에 따라 상기 온실관리 센서들(210a)로부터 환경정보를 수신하여 순차적으로 저장하는 데이터베이스(210b) 및 상기 저장된 환경정보를 전송하는 통신 모듈(210c)을 포함하는 온실관리 서버(210)가 형성되어 있다.
스마트 단말기(220)는 상기와 같은 구성을 갖는 온실관리 서버(210)로부터 상기 환경정보를 수신하여 분석하고, 상기 분석에 따라 상기 온실에 구비된 LED 또는 환풍기를 무선으로 제어하는 것이다.
상기 온실관리 서버(210)는 복수개의 온실관리 센서들(210a), 데이터베이스(210b) 및 통신 모듈(210c)을 포함한다.
상기 온실관리 센서들(210a)은 온실의 환경정보를 감지한다. 온실관리 센서들은 온실에 배치되어 상기 온실의 환경변화를 감지하는 센서들이다. 이것은 온실관리 센서들은 조도, 온도, 및 습도 중 적어도 하나를 감지할 수 있다.
또한, 상기 온실관리 센서들(210a)은 온실의 환경정보를 감지할 뿐만 아니라 각각의 센서가 네트워크의 노드역할을 수행한다. 그리고, 상기 온실관리 서버(210)와는 센서 네트워크를 형성한다. 온실관리 서버(210)는 상기의 네트워크를 통해 온실관리 센서들(210a)로부터 환경정보를 수신한다.
데이터베이스(210b)는 상기 온실관리 센서들(210a)에서 전송하는 환경정보를 저장한다. 온실관리 서버(210)는 환경정보를 저장하기 위해서 데이터베이스(210b)를 포함한다. 그리고, 수신한 환경정보를 상기 데이터베이스(210b)에 저장한다.
한편, 온실관리 서버(210)에서는 미리 환경정보를 저장하는 주기 및 횟수를 설정하고, 이에 따라 복수개의 환경정보들을 순차적으로 데이터베이스(210b)에 저장한다. 예컨대, 온실관리 서버는 3시간마다 한번씩 총 20회의 환경정보들을 상기 데이터베이스(210b)에 순차적으로 저장할 수 있다.
통신 모듈(210c)은 데이터베이스(210b)에 저장된 환경정보를 스마트 단말기(220)에 전송한다. 온실관리 서버(210)는 소정의 아이피 및 포트를 가진다. 통신 모듈(210c)은 상기의 아이피 및 포트를 통해 연결된 스마트 단말기(220)에 환경정보를 전송한다.
스마트 단말기(220)는 상기 통신 모듈(210c)을 통하여 복수개의 환경정보들을 수신한다. 상기 스마트 단말기(220)는 예컨대 스마트폰이나 노트북 또는 PC중에서 선택되는 어느 하나이므로, 상기 스마트 단말기(220)를 이용하여 온실관리 서버(210)의 아이피 및 포트로 접속하는 것이 가능하다. 따라서, 서로간에 무선으로 연결되어 환경정보들을 수신할 수 있다.
한편, 스마트 단말기(220)는 상기 수신한 환경정보들을 토대로 온실의 상태를 판단한다. 예컨대, 온실의 온도의 고저상태, 조도나 습도가 적당한지를 판단한다. 여기에서 스마트 단말기(220)는 상기 온실의 조도, 온도 및 습도에 대한 기준값을 미리 설정하고, 상기 기준값과 환경정보가 포함하는 조도, 온도 및 습도의 편차를 비교하는 것도 가능하다.
또한, 스마트 단말기(220)는 앞서 설명한 바와 같이 온실 내부의 상태를 판단하면, 온실에 구비된 LED 또는 환풍기도 무선으로 제어한다. 이것은 스마트 단말기(220)가 온실관리 서버(210)의 아이피 및 포트를 통해 무선으로 연결된 상태이므로, 상기 LED 또는 환풍기를 제어하는 제어 신호를 전송하는 것이 가능하다.
상기와 같은 스마트 단말기(220)도 다수의 로컬서버(20)를 통해서 접속되어 선택된 서버를 통해 하드웨어 및 소프트웨어적 공유작업을 수행하는 데, 클라우드 서버(10)와 로컬서버(20)로 접속하여 상기 스마트 단말기(220)로 하여금 프로그램을 실행시켜 사용할수 있는 것이다.
이하에서는, 상기 클라우드 서버(10)와 상기 로컬서버(20)를 관리하는 서버관리장치(400)에 대한 설명을 하기로 한다.
도 3은 서버 관리 장치(400)를 구비한 클라우드 서버(10)를 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
상기 도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 클라우드 서버(10)는 복수 의 로컬 서버들(20)과 연결되며, 클라우드 서버(10) 및/또는 복수의 로컬 서버들(20)을 관리하기 위한 수단으로서 서버 관리 장치(400)를 포함할 수 있다. 예컨대, 서버 관리 장치(400)는 클라우드 서버(10)의 일 부분으로서 클라우드 서버(10)에 구비된 관리 서버에 해당할 수 있다.
즉, 클라우드 서버(10)는 도 1에서 설명한 스마트 단말기(220)의 사용을 위해 제공되는 클라우드 서비스 서버(10A)와, 클라우드 서비스 서버(10A) 및 복수의 로컬 서버(20)들의 관리를 위해 제공되는 관리 서버(400)를 포함할 수 있다. 다른 예로, 서버 관리 장치(400)는 클라우드 서버(10)와 독립된 별개의 관리 서버의 형태로 제공될 수도 있다.
서버 관리 장치(400)는 클라우드 서비스 서버(10A) 및/또는 복수의 로컬 서버들(20)의 각각으로부터 서버관리 정보를 수신 받고, 상응하는 고장 패턴 정보, 고장 조치 정보 및 고장 등급 정보를 생성하여 클라우드 서비스 서버(10A) 또는 로컬 서버(20)의 고장 수리 또는 예방을 위한 조치를 수행할 수 있다. 이하, 클라우드 서비스 서버(10A) 및 복수의 로컬 서버들(20)은 관리 대상 서버로 지칭한다.
더 나아가, 상기 서버 관리 장치(400)는 고장 패턴 정보, 고장 조치 정보 및 고장 등급 정보를 사용자 단말(200) 또는 관리자 단말(300)로 송신할 수 있으며, 관리 대상 서버의 고장 수리 또는 예방을 위한 조치의 수행 여부에 대한 선택 요청 신호를 사용자 단말(200) 또는 관리자 단말(300)로 송신하고, 이에 대한 선택 정보를 사용자 단말(200) 또는 관리자 단말(300)로부터 수신할 수 있다.
여기서, 사용자 단말(200)은 본 발명의 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템(100)을 공급자로부터 제공받아 스마트 단말기(220)의 이용자에게 제공하는 사용자의 단말일 수 있고, 관리자 단말(300)은 본 발명의 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템(100)을 사용자에게 공급하는 공급자 또는 서버 관리 업체의 단말일 수 있다. 또한, 상기 스마트 단말기(220)는 상기 클라우드 서비스 서버(10A) 및 상기 복수의 로컬 서버(20)들 중 적어도 하나로부터 영상 신호를 전송 받아 각종 데이터를 출력한다.
사용자 단말(200) 및 관리자 단말(300)은 서버 관리 장치(400)로부터 정보를 송수신할 수 있다. 사용자 단말(200) 및 관리자 단말(300)은 일반적인 데스크탑 컴퓨터는 물론, 스마트폰, 휴대폰, 내비게이션, 노트북, 디지털 방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 태블릿 PC 등과 같은 전자장치를 포함할 수 있다. 상기 전자장치는 하나 이상의 일반적이거나 특수한 목적의 프로세서, 메모리, 스토리지, 및/또는 네트워킹 컴포넌트(유선 또는 무선)를 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 서버 관리 장치(400)를 설명하기 위한 블록도이다. 도 5는 도 4의 고장 정보 생성부(440)를 구체화하는 블록도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 서버 관리 장치(400)는 제어부(410), 제2 데이터베이스(420), 서버 관리 정보 수집부(430), 고장 정보 생성부(440), 고장 조치 실행부(450) 및 고장 조치 모니터링부(460)를 포함할 수 있다. 그리고, 고장 정보 생성부(440)는 고장 패턴 정보 생성부(442), 고장 조치 정보 생성부(444) 및 고장 등급 정보 생성부(446)를 포함할 수 있다.
제어부(410)는 서버 관리 장치(400)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(410)는 제2 데이터베이스(420), 서버 관리 정보 수집부(430), 고장 정보 생성부(440), 고장 조치 실행부(450) 및 고장 조치 모니터링부(460)의 동작들을 제어할 수 있다. 제어부(410)는 프로세서(processor) 및 메모리(memory)를 포함할 수 있다. 프로세서는 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는, 하드웨어에 내장된 데이터 처리 장치일 수 있다. 상기 프로세서는 예컨대, 마이크로프로세서, 중앙 처리 장치(central processing unit: CPU), 프로세서 코어(processor core), 멀티프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array)을 포함할 수 있다.
메모리는 프로세서가 처리하는 데이터를 일시적 또는 영구적으로 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 메모리는 자기 저장 매체(magnetic storage media) 또는 플래시 저장 매체(flash storage media)를 포함할 수 있다.
제2 데이터베이스(420)는 빅데이터 저장부(422), 고장 정보 저장부(424) 및 백업 데이터 저장부(426)를 포함할 수 있다.
빅데이터 저장부(422)는 관리 대상 서버의 서버 관리 정보 및 관리 대상 서버의 과거 고장 사례 정보를 저장할 수 있다.
고장 정보 저장부(424)는 고장 정보 생성부에 의해 생성된 고장 패턴 정보, 고장 조치 정보, 및 고장 등급 정보를 저장할 수 있다.
백업 데이터 저장부(426)는 고장 조치 수행부(450)에 의해 수행된 고장 수리 또는 예방 조치의 결과로서, 관리 대상 서버의 데이터를 백업 저장할 수 있다.
서버 관리 정보 수집부(430)는 관리 대상 서버들인 즉, 클라우드 서비스 서버(10A) 및/또는 복수의 로컬 서버들(20)로부터 서버 관리 정보를 수집할 수 있다.
상기 수집된 서버 관리 정보는 관리 대상 서버의 고장 발생 여부를 판단하기 위한 기반 정보로서, 관리 대상 서버의 식별정보, 저장매체 정보, CPU 성능 정보, 메모리 사용량 정보, 프로세스 상태 정보, 환경설정 파일 정보 및 로그인 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로, 식별정보는 관리 대상 서버의 제품 모델, 제조일, 사용 개시일 및 서버 설치 장소 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.
저장매체 정보는 HDD(hard disk drive) 또는 SSD(solid stare drive)와 같은 관리 대상 서버의 저장 매체의 종류, 전체 용량, 사용 용량 및 잔여 용량에 관한 정보를 포함할 수 있다.
CPU 성능 정보는 CPU 프로세스 상태에 관련된 정보로서, 관리 대상 서버의 CPU 종류 및 CPU 사용량에 관한 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, CPU 성능 정보는 CPU의 클럭수, CPU 사용자의 사용량, CPU시스템의 사용량, CPU 입출력을 위한 대기 사용량 및 CPU 휴지기간에 관한 정보를 포함할 수 있다.
메모리의 사용량 정보는 관리 대상 서버의 총 메모리 크기 정보 및 현재 사용하고 있는 메모리 사용량 정보를 포함할 수 있다.
프로세스 상태 정보는 관리 대상 서버의 현재 실행중인 프로세스 명과 프로세스 ID, 사용자 ID, CPU 점유율, 총 메모리크기, 사용된 메모리, 프로세스의 현재 상태 및 CPU 사용기간에 관한 정보를 포함할 수 있다.
환경설정 파일 정보는 관리 대상 서버의 주요 환경설정 파일 정보 및 환경설정 파일 변경에 관한 정보를 포함할 수 있다.
로그인 정보는 스마트 단말기(220)를 이용해 관리 대상 서버에 접속한 사용자 ID, 패스워드, 로그인 시간, 로그인 IP 주소 및 터미널 노드 디바이스 타입에 관한 정보를 포함할 수 있다.
서버 관리 정보 수집부(430)는 상술한 서버 관리 정보를 일정 주기로 수집할 수 있으며, 수집된 서버 관리 정보는 제2 데이터베이스(420)로 전송되어 저장될 수 있다.
고장 패턴 정보 생성부(442)는 서버 관리 정보 및 과거 고장 사례 정보를 기반으로 관리 대상 서버의 고장 패턴 정보를 생성할 수 있다. 과거 고장 사례 정보는 관리 대상 서버(즉, 즉, 클라우드 서비스 서버(10A) 및/또는 복수의 로컬 서버들(20))에서 과거에 발생된 고장 사례 및 상기 고장 사례에 상응하는 과거의 서버 관리 정보를 포함할 수 있다. 고장 패턴 정보는 고장 유형, 고장 발생 가능성 및 고장 발생 예상 시점에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로, 고장 패턴 정보 생성부(442)는 복수의 관리 대상 서버들로부터 현재 모니터링 하는 관리 대상 서버(이하, 설명의 편의 상 모니터링 서버로 지칭될 수 있다)와 구성이 동일, 유사한 비교 관리 대상 서버(들)을 분류하고, 비교 관리 대상 서버(들)에서 발생된 고장 사례와 이에 상응하는 과거 서버 관리 정보를 시계열적으로 매칭시켜 고장 발생에 관련된 고장 징후 정보를 추출하고, 추출된 고장 징후 정보를 모니터링 서버로부터 수집된 식별정보, 저장매체 정보, CPU 성능 정보, 메모리 사용량 정보, 프로세스 상태 정보, 환경설정 파일 정보 및 로그인 정보 중 적어도 하나와 대비시켜 고장 유형, 고장 가능성 및 고장 발생 예상 시점에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 고장 패턴 정보를 생성할 수 있다.
일 예로, 고장 패턴 정보 생성부(442)는 비교 관리 대상 서버(들)의 저장 매체들에서 고장이 발생된 고장 사례와 상기 고장 발생 시점의 저장매체 정보(예컨대, 사용기간 대비 사용량)를 시계열적으로 매칭시켜 저장매체의 마모율 및 교체시기에 관련된 고장 징후 정보를 추출하고, 추출된 고장 징후 정보와 모니터링 서버의 저장매체 정보와 대비하여 고장 유형, 고장 발생 가능성 및 고장 발생 예상 시점에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 고장 패턴 정보를 생성할 수 있다.
다른 예로, 고장 패턴 정보 생성부(442)는 비교 관리 대상 서버(들)의 CPU 프로세서의 무리한 사용으로 시스템 속도 저하가 발생된 고장 사례와 상기 고장 발생 시점의 CPU 성능 정보(예컨대, 사용자, 시스템, 입출력 대기별에 따른 CPU프로세스 사용량 정보)를 시계열적으로 매칭시켜 시스템 속도 저하와 관련된 고장 징후 정보를 추출하고, 추출된 고장 징후 정보를 모니터링 서버의 CPU 성능 정보와 서버관리정보와 대비하여 고장 유형, 고장 가능성 및 고장 발생 예상 시점에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 고장 패턴 정보를 생성할 수 있다.
또 다른 예로, 고장 패턴 정보 생성부(442)는 비교 관리 대상 서버(들)에서 과거 환경설정 파일의 변경과 관련하여 시스템 다운 등의 고장 사례가 있는 경우, 이로부터 고장 징후 정보를 추출하고, 고장 징후 정보와 모니터링 대상인 모니터링 서버의 환경설정 파일 정보와 대비하여 고장 유형, 고장 가능성 및 고장 발생 예상 시점에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 고장 패턴 정보를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 고장 패턴 정보 생성부(442)는 빅데이터 기반의 딥러닝 기법으로 학습된 모델을 이용하여 고장 패턴 정보를 생성할 수 있다.
예컨대, 상기 고장 패턴 정보 생성부(442)는 서버 관리 정보 및 과거 고장 사례 정보를 미리 학습된 고장 패턴 정보 생성 모델에 적용하여, 고장 발생에 관련된 고장 징후 정보를 추출하고, 추출된 고장 징후 정보를 관리 대상 서버의 식별정보, 저장매체 정보, CPU 성능 정보, 메모리 사용량 정보, 프로세스 상태 정보, 환경설정 파일 정보 및 로그인 정보 중 적어도 하나와 대비시켜 고장 유형, 고장 가능성 및 고장 발생 예상 시점 중 적어도 하나를 포함하는 고장 패턴 정보를 생성할 수 있다.
고장 패턴 정보 생성 모델은 딥러닝(Deep learning) 기법으로 학습된 모델로서, 서버 관리 정보 및 과거 고장 사례 정보를 이용하여 관리 대상 서버의 고장 패턴 정보를 추출 및 생성하기 위한 정보 처리 알고리즘일 수 있다. 예컨대, 딥러닝 기법은 심층 신경망(Deep Neural Networks, DNN), 합성곱 신경망(Convolutional deep Neural Networks, CNN), 또는 순환 신경망(Reccurent Neural Network, RNN)을 포함할 수 있다. 딥러닝은 이미지, 음성인식, 패턴인식 등 다양한 분류 문제에서 SVM(Support vector machine), BN(Bayesian network), DT(Decision tree), kNN(k-th nearest neighbor)등 기존 분류 모델들에 비해 높은 정확도 보이고 있으며, 특히 텍스트 시퀀스 형태로 표현되는 데이터를 분류하는 문제에서는 CNN, RNN 등이 기존의 TF/IDF 기반의 'Bag of words'나 'n-gram' 기반의 모델들에 비해 우수한 성능을 보이고 있다.
고장 조치 정보 생성부(444)는 고장 패턴 정보 생성부(442)에 의해 획득된 고장 유형, 고장 가능성 및 고장 예상 시점에 관한 정보 중 적어도 하나와 과거 고장 사례 정보를 이용하여, 모니터링 서버(모니터링할려고 하는 서버)의 고장 수리 또는 예방 조치에 관한 고장 조치 정보를 생성할 수 있다.
구체적으로, 고장 조치 정보 생성부(444)는 고장 패턴 정보(예컨대, 고장 유형, 고장 가능성 및 고장 예상 시점에 관한 정보 중 적어도 하나)와 동일, 유사한 고장 패턴에 관련된 고장 수리 또는 예방 조치에 관한 정보를 비교 관리 대상 서버(들)의 과거 고장 사례 정보로부터 추출하고, 추출된 고장 수리 또는 예방 조치 정보로부터 최적의 고장 수리 또는 예방 조치를 선별하여 고장 조치 정보를 생성할 수 있다. 예컨대, 고장 조치 정보는 고장 패턴 정보에 따른 최적의 고장 수리 또는 예방 조치 방법으로, 저장매체 교체, 메모리 증설, 환경파일 설정 복원, CPU 프로세스 리셋, 불필요한 소프트웨어 실행 중지, 임시 파일 삭제 등에 관한 고장 조치 정보를 포함할 수 있다.
고장 등급 정보 생성부(446)는 고장 패턴 정보 및 고장 조치 정보를 기반으로, 현재 발생 또는 향후 발생 예상되는 고장(이하, 발생 예상 고장으로 지칭)이 관리 대상 서버의 사용에 미치는 영향과 고장 수리의 난이도, 기간 및 비용을 수치화하여 모니터링 서버에서 현재 발생 또는 향후 발생 예상되는 고장 의 고장 등급을 부여할 수 있다.
예컨대, 고장 등급 정보 생성부(446)는 현재 모니터링 하는 관리 대상 서버(즉, 모니터링 서버)의 상태가 정상인 경우 4등급, 시스템 속도 저하 등과 같은 사소한 고장이 발생했거나 예상되는 경우 3등급, 저장매체의 용량 초과, 임계 마모율 또는 임계 교체시기 초과 등의 고장 발생이 예상되어 시급한 조치가 필요한 경우 2등급, 가까운 시일 내에 시스템 다운 혹은 데이터 손실과 같은 중대한 고장의 발생이 예상되는 경우 1등급으로 고장 등급을 부여할 수 있다.
고장 조치 수행부(450)는 고장 조치 정보 및 고장 등급 정보를 기반으로, 고장 등급에 따라 미리 설정되거나, 사용자 또는 관리자의 선택에 따른 고장 수리 또는 예방 조치를 수행할 수 있다.
구체적으로, 고장 조치 수행부(450)는 고장 정보 생성부(440)에 의해 생성된 고장 정보 즉, 고장 패턴 정보, 고장 조치 정보 및 고장 등급 정보를 기반으로 하여 주기적으로 사용자 단말(200) 또는 관리자 단말(300)로 전송할 수 있다.
아울러, 고장 조치 수행부(450)는 고장 정보에 관한 알람 메세지와 함께 고장 수리 또는 예방 조치 실행에 대한 선택 요청 신호를 사용자 단말(200) 또는 관리자 단말(300)로 송신하고, 고장 수리 또는 예방 조치 실행 여부에 대한 선택 정보를 수신 받아 고장 수리 또는 예방 조치를 수행할 수 있다. 이와 달리, 고장 조치 수행부(450)는 관리 대상 서버의 고장 정보가 미리 설정된 조건에 부합하는 경우 자동으로 고장 수리 또는 예방 조치를 수행할 수 있다.
일 예로, 고장 등급이 2등급 또는 3등급인 경우, 고장 조치 수행부(450)는 미리 설정된 조건 또는 사용자(또는 관리자)의 선택에 따라 불필요한 메모리나 소프트웨어의 사용 중지, 디스크 정리, 환경설정 파일 복원, 블랙리스트 사용자의 강제 로그아웃 조치 등을 실행할 수 있다.
다른 예로, 상기 고장 조치 수행부(450)는 1등급의 경우와 같이 중대한 서버 의 고장이 발생 예상되는 경우, 미리 설정된 조건 또는 사용자(또는 관리자)의 선택에 따라 관리 대상 서버의 데이터를 백업 저장할 수 있다.
고장 조치 모니터링부(460)는 고장 조치 수행부(450)의 고장 수리 또는 예방 조치의 결과를 모니터링하고, 고장 수리 또는 예방 조치 결과를 사용자 단말(200) 또는 관리자 단말(300)로 피드백 할 수 있다. 아울러, 고장 조치 모니터링부(460)는 고장 조치 수행부(450)가 수행한 고장 수리 또는 예방 조치와 관련된 관리 대상 서버의 서버 관리 정보, 고장 패턴 정보, 고장 등급 정보 및 고장 조치 정보를 데이터베이스화하여 향후 관리 대상 서버의 관리를 위한 과거 고장 사례 정보로 이용할 수 있다.
상기와 같이 서술한 실시예에 따르면, 관리 대상 서버로부터 수집된 서버 관리 정보를 과거의 고장 사례 정보와 비교 및 분석하여 고장 패턴 정보, 고장 등급 정보 및 고장 조치 정보를 생성하고, 이를 기반으로 관리 대상 서버의 고장 수리 또는 예방에 관한 조치를 주기적으로 수행함으로써, 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템(100)의 안정적 유지 관리가 가능할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템(100)을 이용하여 스마트 온실의 구축 및 모니터링하는 방법을 도면을 첨부하여 설명한다. 상기에서 설명한 실시예와 중복되는 설명은 어느정도 생략하기로 한다.
먼저, 스마트 단말기(220)가 클라우드 서버(10)와 복수의 로컬서버(20)들 중에서 적어도 어느 하나로부터 영상신호를 전송받게 된다(제1단계).
상기 제1단계에서는 클라우드 서버(10)와 복수의 로컬서버(20)들이 상기 스마트 단말기(200)에 소프트웨어적 공유자원과 하드웨어적 공유자원을 제공하여 프로그램을 실행시키며 입출력 기능을 하도록 지원하는 것이다.
상기 스마트 단말기(220)와 연동하는 온실관리 서버(210)는 통신모듈(210c)을 통하여 복수개의 온실관리 센서(210a)들로부터 환경정보를 수신한다(제2단계). 상기 제2단계는 상기 복수의 로컬서버(20)와 연결된 온실관리 서버(210)가 상기 환경정보를 데이터베이스(420)에 저장하고, 상기 온실관리 서버(210)에서 미리 설정한 주기 및 횟수에 따라 반복하여 상기 데이터베이스(420)에 복수개의 환경정보들을 순차적으로 저장한다.
스마트 단말기(220)에서 상기 복수개의 환경정보들을 온실관리서버(210)로 부터 수신하고, 상기 복수개의 환경정보들을 분석하여 온실의 상태를 판단한다(제3단계). 상기 온실의 상태에 따라 스마트 단말기(220)가 상기 온실에 구비된 LED 또는 환풍기를 제어한다.
다음 단계로, 서버관리장치(400)에서 스마트 단말기(220)에 공유자원을 제공하는 클라우드 서비스 서버(10)와 로컬서버(20)들로부터 서버관리정보를 수신받아, 고장 여부를 모니터링한다(제4단계).
상기 제4단계에서 서버관리장치(400)의 고장 조치 수행부(450)는 고장정보생성부(440)에 의해 생성된 고장등급정보를 사용자단말(200) 또는 관리자단말(300)로 전송한다.
마지막으로, 고장조치 모니터링부(460)는 고장 조치 수행부(450)의 고장 수리 또는 예방 조치의 결과를 모니터링하여, 고장 수리 또는 예방 조치 결과를 사용자 단말(200) 또는 관리자 단말(300)로 피드백하는 것이다(제5단계).
이상에서와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상기 기술한 실시 예는 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 첨부된 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구 범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 클라우드 서버 10 : 클라우드 서비스 서버 20 : 로컬 서버
100 : 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템
200 : 사용자 단말 220 : 스마트 단말기
210 : 온실관리 서버 210a : 온실관리 센서들
210b : 데이터베이스 210c : 통신 모듈
300 : 관리자 단말 400 : 서버 관리 장치
410 : 제어부 420 : 제2 데이터베이스
430 : 서버 관리 정보 수집부 440 : 고장 정보 생성부
450 : 고장 조치 수행부 460 : 고장 조치 모니터링부

Claims (4)

  1. 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템에 있어서,
    사용자에게 소프트웨어적 공유자원을 제공하는 클라우드 서버;
    상기 클라우드 서비스 서버와 연결되고, 사용자에게 소프트웨어적 공유자원과 하드웨어적 공유자원을 제공하는 복수의 로컬 서버들;
    상기 복수의 로컬 서버와 연결되며, 온실의 환경정보를 감지하는 복수개의 온실관리 센서들과 미리 설정된 주기 및 횟수에 따라 상기 온실관리 센서들로부터 환경정보를 수신하여 순차적으로 저장하는 데이터베이스 및 상기 저장된 환경정보를 전송하는 통신 모듈을 포함하는 온실관리 서버;
    상기 클라우드 서비스 서버 및 상기 복수의 로컬 서버들 중 적어도 하나로부터 영상 신호를 전송 받아 각종 데이터가 출력되며, 상기 온실관리 서버로부터 상기 환경정보를 수신하여 분석하는 스마트 단말기; 및
    관리 대상 서버들인 상기 클라우드 서비스 서버 및 상기 복수의 로컬 서버들의 관리를 위한 서버 관리 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 서버관리장치는
    상기 관리 대상 서버들로부터 서버 관리 정보를 수집하는 서버 관리 정보 수집부;
    상기 서버 관리 정보와 데이터베이스에 저장된 과거 고장 사례 정보를 기반으로 상기 관리 대상 서버의 고장 패턴 정보를 생성하는 고장 패턴 정보 생성부;
    상기 고장 패턴 정보와 상기 과거 고장 사례 정보를 이용하여 모니터링 서버의 고장 조치 정보를 생성하는 고장 조치 정보 생성부;
    상기 고장 패턴 정보 및 상기 고장 조치 정보를 기반으로 상기 모니터링 서버의 고장 등급 정보를 생성하는 고장 등급 정보 생성부; 및
    상기 고장 조치 정보 및 상기 고장 등급 정보를 기반으로, 고장 수리 또는 예방 조치를 수행하는 고장 조치 수행부를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고장 패턴 정보 생성부는,
    상기 관리 대상 서버들로부터 상기 모니터링 서버와 구성이 동일, 유사한 비교 관리 대상 서버들을 분류하고, 상기 비교 관리 대상 서버들에서 발생된 고장 사례와 이에 상응하는 과거 서버 관리 정보를 시계열적으로 매칭시켜 관련된 고장 징후 정보를 추출하고,
    상기 추출된 고장 징후 정보를 상기 모니터링 서버로부터 수집된 서버 관리 정보와 대비시켜 고장 유형, 고장 가능성 및 고장 발생 예상 시점에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 고장 패턴 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서버 관리 장치는,
    상기 고장 조치 수행부의 고장 수리 또는 예방 조치의 결과를 모니터링하고, 상기 고장 수리 또는 예방 조치 결과를 사용자 단말 또는 관리자 단말로 피드백 하는 고장 조치 모니터링부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트팜용 서버 및 클라우드 컴퓨팅 시스템.

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